纖維素醚在砂漿應(yīng)用中的作用

關(guān)于纖維素醚在砂漿應(yīng)用中的作用第一頁(yè)，共十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三纖維素醚在砂漿應(yīng)用中的作用1概述纖維素醚是以天然纖維素為原料，經(jīng)化學(xué)改性制得的合成型高分子聚合物。纖維素醚是天然纖維素的衍生物，纖維素醚生產(chǎn)與合成聚合物不同，它的最基本的材料是纖維素，天然的高分子化合物。由于天然纖維素結(jié)構(gòu)的特殊性，纖維素本身沒有與醚化劑反應(yīng)的能力。但經(jīng)過溶脹劑的處理，在分子鏈間和鏈內(nèi)強(qiáng)大的氫鍵遭到破壞，羥基的活性釋放變成具有反應(yīng)能力的堿纖維素，在經(jīng)過醚化劑反應(yīng)—OH基轉(zhuǎn)成—OR基得到纖維素醚。第二頁(yè)，共十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三泰安瑞泰纖維素有限公司

纖維素醚的性質(zhì)取決于取代基的種類，數(shù)量和分布。而纖維素醚的分類也是根據(jù)取代基的種類，醚化程度，溶解性能及相關(guān)應(yīng)用型能來分類的。按分子鏈上取代基類型，可分為單醚和混合醚，我們通常用的mc為單醚，HPmc則為混合醚。甲基纖維素醚mc是天然纖維素葡萄糖單元上的羥基被甲氧基取代后的產(chǎn)物結(jié)構(gòu)式為[COH7O2（OH）3-h（OCH3）h]x，羥丙基甲基纖維素醚HPmc是單元上的羥基一部分被甲氧基取代，另一部分被羥丙基取代得到的產(chǎn)物，結(jié)構(gòu)式為[C6H7O2（OH）3-m-n（OCH3）m[OCH2CH（OH）CH3]n]x另外還有羥乙基甲基纖維素醚HEmc，這幾種是目前市場(chǎng)上廣為應(yīng)用和銷售的主要品種。

第三頁(yè)，共十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三泰安瑞泰纖維素有限公司從溶解性能上又可分為離子型和非離子型。水溶性非離子型纖維素醚主要由烷基醚和羥烷基醚兩大系列品種組成。離子型Cmc主要應(yīng)用在合成洗滌劑紡織印染食品和石油開采方面。而非離子型mc，HPmc，HEmc等主要應(yīng)用于建筑材料、乳膠涂料、醫(yī)藥、日用化學(xué)等方面。作為增稠劑、保水劑、穩(wěn)定劑、分散劑、成膜劑使用。第四頁(yè)，共十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三2纖維素醚在干粉砂漿應(yīng)用中的作用

纖維素醚賦予濕砂漿優(yōu)良的粘稠性，能夠顯著增加濕砂漿與基層的粘結(jié)能力，提高砂漿的抗下垂性能，廣泛用于抹面灰漿、面磚粘結(jié)砂漿和外墻外保溫系統(tǒng)中。纖維素醚的增稠效果還可以增加新拌材料的抗分散能力和勻質(zhì)性，防止材料分層、離析和泌水，可用于纖維混凝土、水下混凝土和自密實(shí)混凝土中。 纖維素醚對(duì)水泥基材料的增稠效果來自于纖維素醚溶液的粘性。相同條件下，纖維素醚的粘度越高，改性水泥基材料的粘稠性越好，但若粘度過大，則會(huì)影響材料的流動(dòng)性和可操作性（如粘抹灰刀）。對(duì)流動(dòng)性要求較高的自流平砂漿、自密實(shí)混凝土等則要求纖維素醚的粘度很低。此外，纖維素醚的增稠效果還會(huì)增加水泥基材料的需水量，提高灰漿的產(chǎn)量。第五頁(yè)，共十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三泰安瑞泰纖維素有限公司纖維素醚溶液的粘性取決于以下因素：纖維素醚的分子量、濃度、溫度、剪切速度和試驗(yàn)方法。相同條件下，纖維素醚的分子量越大，溶液的粘度越高；濃度越高，溶液的粘度也越高，在使用時(shí)應(yīng)注意避免摻量過高而影響砂漿和混凝土的工作性能；纖維素醚溶液的粘度會(huì)隨溫度的升高而降低，且濃度越高，溫度的影響越大；纖維素醚溶液通常為假塑性流體，具有剪切變稀的性質(zhì)，測(cè)試時(shí)的剪切速率越大，粘度越小，因此，砂漿的粘聚性在外力作用下會(huì)而降低，這有利于砂漿的刮抹施工，使砂漿能夠同時(shí)具有良好的工作性和粘聚性；由于纖維素醚溶液是非牛頓流體，測(cè)試粘度時(shí)所采用的實(shí)驗(yàn)方法、儀器設(shè)備或測(cè)試環(huán)境不同時(shí)，同種纖維素醚溶液測(cè)試出的結(jié)果可能會(huì)有較大差別。第六頁(yè)，共十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三 纖維素醚分子可以固定新拌材料的一些水分子在分子鏈外圍，因此增加了溶液的粘度。纖維素醚分子鏈之間相互纏繞，形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)也會(huì)使其水溶液產(chǎn)生良好的粘性。 高粘度的纖維素醚水溶液具有高的觸變性，這也是纖維素醚的一大特性。甲基纖維素的水溶液在其凝膠溫度的以下通常具有假塑性，非觸變流動(dòng)性，但在低剪切速率時(shí)呈牛頓型流動(dòng)性質(zhì)。假塑性隨纖維素醚分子量或濃度的增加而增大，與取代基類型和取代度無關(guān)。所以，相同粘度等級(jí)的纖維素醚，不管是mc，HPmc，HEmc，只要是濃度和溫度保持恒定，總表現(xiàn)出相同的流變性質(zhì)。當(dāng)溫度提高時(shí)形成結(jié)構(gòu)凝膠，出現(xiàn)高觸變流動(dòng)。高濃度低粘度的纖維素醚即使在凝膠溫度以下，也表現(xiàn)出觸變性。第七頁(yè)，共十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三泰安瑞泰纖維素有限公司這一性質(zhì)對(duì)建筑砂漿的施工調(diào)整其流平和流掛性是大有益處的。這里需要說明一點(diǎn)，纖維素醚的粘度越高，保水性越好，但粘度越高，纖維素醚相對(duì)分子量越高，其溶解性能相應(yīng)降低，這對(duì)砂漿濃度和施工性能造成負(fù)面影響。粘度越高，對(duì)砂漿的增稠效果越明顯，但并不是完全的正比關(guān)系。一些中低粘度，但經(jīng)過改性的纖維素醚在改善濕砂漿的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度有更加優(yōu)異的表現(xiàn)，隨粘度的增加，纖維素醚保水性提高。第八頁(yè)，共十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三2.2保水作用

纖維素醚具有優(yōu)良的保水性，可以防止?jié)裆皾{中的水分過早蒸發(fā)或被基層吸收，確保水泥充分水化，從而最終保證砂漿的力學(xué)性能，這特別有利于薄層砂漿和在吸水性基層或在高溫、干燥條件下施工的砂漿。纖維素醚的保水作用可以改變傳統(tǒng)的施工工藝，提高施工進(jìn)度，如在吸水的基材上不需要預(yù)濕即可以進(jìn)行抹灰施工。 纖維素醚的粘度、摻量、環(huán)境溫度和分子結(jié)構(gòu)對(duì)其保水性能有較大影響。相同條件下，纖維素醚的粘度越大，保水性越好；摻量越高，保水性越好，通常很少摻量的纖維素醚就能夠大大提高砂漿的保水率，當(dāng)摻量達(dá)到一定程度時(shí)，保水率增加的趨勢(shì)變緩；環(huán)境溫度升高，纖維素醚的保水性通常降低，但一些改性纖維素醚在高溫條件下也具有較好的保水性；較低取代度的纖維素醚保水性能更好。第九頁(yè)，共十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三泰安瑞泰纖維素有限公司 纖維素醚分子上的羥基和醚鍵上的氧原子會(huì)與水分子締合成氫鍵，使游離水變成結(jié)合水，從而起到很好的保水作用；水分子與纖維素醚分子鏈間的相互擴(kuò)散作用使水分子得以進(jìn)入纖維素醚大分子鏈內(nèi)部，并受到較強(qiáng)的約束力，從而形成自由水，纏繞水，提高了水泥漿的保水性；纖維素醚改善了新拌水泥漿體的流變性能、多孔網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和滲透壓力或纖維素醚的成膜性能阻礙了水的擴(kuò)散。第十頁(yè)，共十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三 2.3引氣作用纖維素醚對(duì)新拌水泥基材料具有明顯的引氣作用。纖維素醚同時(shí)具有親水基團(tuán)（羥基、醚基）和憎水基團(tuán)（甲基、葡萄糖環(huán)），是一種表面活性劑，具有表面活性，從而具有引氣效應(yīng)。纖維素醚的引氣作用會(huì)產(chǎn)生“滾珠”效應(yīng)，可以改善新拌材料的工作性能，如增加砂漿在操作過程中的的可塑性和柔滑性，有利于砂漿的攤鋪；還會(huì)提高灰漿的產(chǎn)量，降低砂漿生產(chǎn)成本；但會(huì)增加硬化材料的孔隙率，降低其強(qiáng)度和彈性模量等力學(xué)性能。第十一頁(yè)，共十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三泰安瑞泰纖維素有限公司 作為表面活性劑，纖維素醚對(duì)水泥顆粒還具有濕潤(rùn)或潤(rùn)滑作用，這與其引氣作用共同增加水泥基材料的流動(dòng)性，但其增稠作用又會(huì)降低流動(dòng)性，纖維素醚對(duì)水泥基材料流動(dòng)性的影響是增塑與增稠效果的綜合。一般說來，當(dāng)纖維素醚摻量很低時(shí)，主要表現(xiàn)為增塑或減水作用；摻量較高時(shí)，纖維素醚的增稠效果迅速增加，而其引氣作用又趨于飽和，所以表現(xiàn)為增稠作用或增加需水量。第十二頁(yè)，共十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三2.4緩凝作用

（延緩水泥的水化進(jìn)程）

纖維素醚會(huì)延長(zhǎng)水泥凈漿或砂漿的凝結(jié)時(shí)間，延遲水泥水化動(dòng)力學(xué)，這有利于提高新拌材料的可操作時(shí)間，改善砂漿稠度和混凝土坍落度的經(jīng)時(shí)損失，但也可能會(huì)延緩施工進(jìn)度。 摻入纖維素醚通常不會(huì)改變水泥水化放熱曲線的典型輪廓，但會(huì)增加誘導(dǎo)期的時(shí)間，減少放熱峰值和加速期的放熱速度，對(duì)減速期和穩(wěn)定期則無明顯影響。纖維素醚會(huì)延遲水泥中最重要的熟料礦物相鋁酸三鈣（C3A）和硅酸三鈣（C3S）的水化，進(jìn)一步試驗(yàn)表明，纖維素醚能夠阻礙C3A和C3S的溶解，延緩水化鋁酸鈣和氫氧化鈣的結(jié)晶，減少C-S-H在C3S顆粒表面的成核和生長(zhǎng)速率，但對(duì)鈣礬石結(jié)晶的影響很小。第十三頁(yè)，共十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三泰安瑞泰纖維素有限公司

纖維素醚的分子參數(shù)不同時(shí)，對(duì)水泥水化的延遲效果也不相同。HEC的緩凝能力通常比HPMC和MC強(qiáng)；HPMC和HEMC的甲氧基含量越少或HEC中羥乙氧基的含量越少，纖維素醚延遲水泥水化越明顯，而分子量和HPMC中羥丙氧基含量的影響則較低。第十四頁(yè)，共十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三 3結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在干粉砂漿中，纖維素醚起著保水性、增稠性和觸變性，引氣性，緩凝性等作用。良好的保水能力使水泥水化更加完全，可以改善濕砂漿的濕粘性，提高砂漿的粘結(jié)強(qiáng)度，瓷磚粘結(jié)砂漿中，可提高開放時(shí)間，調(diào)整時(shí)間。機(jī)械噴涂砂漿加入纖維素醚可以改善砂漿的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。自流平中可以防止沉降，離析分層等。因此，纖維素醚正作為一種重要的添加劑在干粉砂漿中被廣泛應(yīng)用。在干混砂漿應(yīng)用纖維素醚要想充